PZT系列压电陶瓷广泛应用于人们生活的方方面面，基于压电陶瓷制造的设备多种多样，包括高压点火装置、压力计、微位移驱动器、压电变压器等。虽然压电陶瓷已有数十年的研究历史，但对于新型压电体材料的研制和控制方法的研究却从未停止。

目前有许多关于压电陶瓷逆压电效应的数学模型，比如PI模型、Duhem模型等。这些模型在低频电压信号驱动压电陶瓷时有较高的准确性，但在中高频信号驱动时会有比较大的误差，并在高频信号驱动时，传统的形变测量装置不能很好测量PZT的振幅。针对这类问题，本文采用基于光纤光栅的测量系统来测量PZT压电陶瓷在较高频率下的输出振幅，对PZT的固定频率输入电压信号和输出机械振幅进行建模，选择合适的自适应控制算法，进而实现在不同负载条件下都能够较为精确地控制PZT振幅输出的控制系统。具体的研究工作如下：

研究光纤光栅传感器的测量原理，通过高速光纤光栅解调仪和固定在PZT形变测量装置上的光纤光栅传感器，获得PZT在振动时引起的光纤光栅中光波波长的数据，并通过研究光纤光栅传感器的反射中心波长变化量与压电陶瓷形变量之间的关系，获得PZT在交流电压驱动下产生的机械振动的振幅数据。

分析现有压电陶瓷逆压电效应模型在较高频率电压信号输入时存在的问题，并通过研究PZT输入固定频率交流信号幅值和输出机械振动振幅之间的关系，为PZT的输入输出特性建立合适的数学模型，结合光纤光栅形变测量系统的实验数据，运用带遗忘因子的递推增广最小二乘法对PZT的振动模型的参数进行辨识。

基于得到的PZT的数学模型，结合广义最小方差自校正控制算法，设计基于光纤光栅的PZT振幅自适应控制系统，提出了基于超调量和上升时间的计算控制量加权值范围的方法，并通过实验验证了该自适应系统能够在PZT外部负载条件发生未知变化的情况下，通过改变固定频率交流驱动信号的幅值，完成对PZT振幅大小的控制，实现了对期望输出振幅的跟踪，系统跟踪误差较小。

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